【正文】 ..................................40 結(jié)論 .................................................................42 參考文獻 ..........................................................43 附錄 ................................................................45 前言 曲柄壓力機偏心機構(gòu)的設(shè)計是曲柄壓力機機設(shè)計中的核心部分，要實現(xiàn)曲柄壓力機的正常、高效工作和應(yīng)用廣泛，對偏心機構(gòu)的研究與設(shè)計顯然具有很重要的意義。實現(xiàn)偏心，目前有 三種形式，即：曲軸式的偏心，曲拐軸式的偏心以及偏心軸式的偏心。 一般地，曲軸式和曲拐軸式的偏心壓力機主要應(yīng)用于中型、大型噸位上，而在不需要壓力很大的鍛壓成型工藝中，無須使用大噸位的、且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的曲軸式或曲拐軸式壓力設(shè)備。在本設(shè)計中設(shè)計任務(wù)是偏心軸式的曲柄壓力機偏心機構(gòu)的設(shè)計，設(shè)計思想是，連桿大端與偏心軸偏心部分聯(lián)結(jié)，另一端與滑塊聯(lián)結(jié)，當偏心軸作圓周旋轉(zhuǎn)運動時，連桿和滑塊一起上下往復(fù)直線運動?？v觀過內(nèi)外同類型號的鍛壓設(shè)備情況，由于使用偏心軸式作為偏心機構(gòu)，其偏心部分的軸徑較大，應(yīng)用范圍僅僅局限于小噸位的鍛壓成 型工藝中。本設(shè)計主要研究的是如何實現(xiàn)軸的偏心，如何實現(xiàn)連桿滑塊按即定要求直線往復(fù)運本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 曲柄壓力機概論 1． 1 壓力機發(fā)展簡介 金屬板材成形設(shè)備 (如各種壓力機、剪板機、折彎機等 )是汽車、電子信息、家用電器和儀表等行業(yè)最主要的工藝裝備之一，在制造業(yè)發(fā)揮著重要的作用。其技術(shù)水平很大程度上決定了制件的質(zhì)量和成本。 隨著汽車工業(yè)的成長，金屬板材成形設(shè)備在 20世紀得到了全面的發(fā)展，形成了較完備的體系，并達到了較高的技術(shù)水平。進入新世紀后，不僅汽車工業(yè)持續(xù)發(fā)展，電子信息、家用電器和醫(yī)療器械等行業(yè)也如雨后春筍，蓬勃 發(fā)展。它們對制造技術(shù)提出了更新、更高的要求，推動了包括金屬板材成形設(shè)備在內(nèi)的制造裝備的持續(xù)向前發(fā)展。金屬板材成形設(shè)備的范圍很廣。 為進一步提高工作性能，高速精密壓力機技術(shù)近年來取得了一系列新的進展，包括： （ 1） 采用新材料、新結(jié)構(gòu)，盡量減少運動部件的質(zhì)量。如 KYORI 公司 Mach 系列超高速精密壓力機，滑塊采用了陶瓷－鋁合金復(fù)合材料，使慣性力下降了 40％；將封閉高度調(diào)節(jié)機構(gòu)置于橫梁部位，不但使調(diào)節(jié)范圍加大，而且使運動部件的質(zhì)量得到進一步降低。 （ 2） 采取有效措施，減少溫度對運動精度的影響，顯著改善滑塊的運動特 性。日本 KYORI 公司 Beat ANEX 系列高速壓力機采用對稱曲柄－肘桿機構(gòu)，使連桿和肘桿的熱變形互相抵消，不但減少了熱變形對滑塊運動位置精度的影響，而且降低了滑塊在下死點附近的速度，提高了加工性能。 由于采用了熱平衡設(shè)計和結(jié)構(gòu)上的其他措施。日本 KYORI 的高速精密壓力機，運轉(zhuǎn) 8h 內(nèi)下死點位置的變化以及速度調(diào)節(jié)后，下死點位置的變化均能控制在 左右。瑞士 BRUDERER 公司的產(chǎn)品則設(shè)有油 水冷卻器，以控制溫度的變化，確保工作精度。 （ 3） 改善滑塊導(dǎo)向，提高運動精度。瑞士 BRUDERER 公司的壓力機， 其導(dǎo)向軸承可自動補償熱變形，導(dǎo)向元件與條料位于同一平面，以確保沖裁時的導(dǎo)向精度。日本 KYORI 公司 Mach 系列產(chǎn)品則采用了新型的動靜壓混合導(dǎo)向機構(gòu)，以提高導(dǎo)向精度(該機構(gòu)已經(jīng)申報了專利 )。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 （ 4） 進一步提高自動化水平和工作可靠性。瑞士 BRUDERER 產(chǎn)品采用計算機控制，圖形顯示、滑塊位置、送料長度均能實現(xiàn)實時檢測和控制，采用人機對話可存儲500 套模具參數(shù)，大大節(jié)省了換模調(diào)節(jié)時間。選擇適當?shù)目偩€系統(tǒng)還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理。此外，數(shù)控壓力機因加工的萬能性和高度的自動化，一直受到廠家的關(guān)注，成為現(xiàn)代化沖壓設(shè)備的 主力之一，其地位可與切削加工中的加工中心媲美。 數(shù)控壓力機的發(fā)展已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。進入新世紀后，仍然有新的發(fā)展，并不斷完善。 曲柄壓力機 是使用比較廣泛的一種鍛壓設(shè)備，結(jié)構(gòu)形式也比較多。普 通曲柄壓力機主要用于生產(chǎn)沖壓件；熱模鍛 曲柄壓力機 用于生產(chǎn)熱模鍛件；手鍛機用于長桿類鍛件的局部鐓粗和圓環(huán)類零件的鐓粗和沖孔；冷鐓自動機用于各冷鐓標準件的加工；拉深壓力機用于板材的拉延 。冷擠壓力機用于各種冷擠壓零件 。精壓機用于高精度零件的加工。曲柄壓力機的主要參數(shù)是公稱壓力，表示滑塊上所容許的最大作用力 . 通過曲柄滑塊機構(gòu)將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往復(fù)運動，對坯料進行成形加工的鍛壓機械 。機械壓力機 動作平穩(wěn) ,工作可靠 ,廣泛 用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。 機械壓力機 在數(shù)量上約占各類鍛壓機械總數(shù)的一半以上。 機械壓力機 的規(guī)格用公稱工作力（千牛）表示，它是以滑塊運動到距行程的下止點約 10～ 15 毫米處（或從下止點算起曲柄轉(zhuǎn)角 約為 15176?！?30176。時）為計算基設(shè)計的最大工作力 (圖 [曲柄滑塊機構(gòu)運動簡 圖 ])。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 圖 工作原理 機械壓力機 工作時 (機械壓力機 工作圖由電動機通過三角皮帶驅(qū)動大皮帶（通常兼作 飛輪 ） ， 經(jīng)過齒輪副和 離合器 帶動曲柄滑塊機構(gòu) ,使滑塊和凸模直線下行 鍛壓工作完成后滑塊回程上行 ,離合器自動脫開，同時曲柄軸上的自動器接通，使滑塊停止在上止點附近。 每個曲柄滑塊機構(gòu)稱為一個 “點 ”。最簡單的 機械壓力機 采用單點式，即只有一個曲柄滑塊機構(gòu)。有的大工作面 機械壓力機 ，為使滑塊底面受力均勻和運動平穩(wěn)而采用雙點或四點的。 機械壓力機 的 載荷 是沖擊性的，即在一個工作周期內(nèi)鍛壓工作的時間很短。短時的最大功率比平均功率大十幾倍以上，因此在傳動系統(tǒng)中都設(shè)置有飛輪。按平均功率選用的電動機啟動后，飛輪運轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，積蓄動能。凸模接觸坯料開始鍛壓工作后，電動機的驅(qū)動功率小于載荷，轉(zhuǎn)速降低，飛輪釋放出積蓄的動能進行補償。鍛壓工作完成后，飛輪再次加速積蓄動能，以備下次使用。 機械壓力機 上的 離合器 與 制動器 之間設(shè)有機械或電氣連鎖 ,以保證離合器接合前制動器一定松開 ,制動器制動前離合器一定脫開。 機械壓力機 的操作分為連續(xù)、本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 單次行程和寸動（微動），大多數(shù)是通過控制離合器和制動器來實現(xiàn)的?；瑝K的行程長度不變，但其底面與工作臺面之間的距離（稱為封密高度），可以通過螺 桿調(diào)節(jié)。 生產(chǎn)中，有可能發(fā)生超過壓力機公稱工作力的現(xiàn)象。為保證設(shè)備安全，常在壓力機上裝設(shè)過載保護裝置。為了保證操作者人身安全，壓力機上面裝有光電式或雙手操作式人身保護裝置。 按機身結(jié)構(gòu)型式的分類。 開式壓力機： 也稱沖床，應(yīng)用最為廣泛。開式壓力機多為立式（圖 3[開 式 壓力機（沖床 )]）。 圖 機身呈 C 形，前 、左、右三面敞開 ,結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、機身可傾斜某一角度 ,以便沖好的工件滑下落入料斗 ,易于實現(xiàn)自動化。但開式機身剛性較差，影響制件精度和模具壽命，僅適用于 40～ 4000 千牛的中小型壓力機。 閉式壓力機： 機身呈框架形（圖 [閉式壓力 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 機 ]），機身前后敞開，剛性好，精度高，工作臺面的尺寸較大，適用于壓制大型零件，公稱工作力多為 1600～ 60000 千牛。 冷擠壓 熱模鍛和雙動拉深等重型壓力機都使用閉式機身。 按應(yīng)用特點分 ： 有雙動拉深壓力機、多工位自動壓力機、回轉(zhuǎn)頭壓力機、熱模鍛壓力機和冷擠壓機。 雙動拉深壓力機 :它有內(nèi)、外兩個滑塊 ,用于杯形件的拉深成形。 拉深 前外滑塊首先壓緊板料外緣，然后內(nèi)滑塊帶動凸模拉深杯體，以防板坯外緣起皺。拉深完成后內(nèi)滑塊先回程，外滑塊后松開。內(nèi)外滑塊公稱工作力之比為 （ ～ 1） :1。 多工位自動壓力機：在一臺壓力機上設(shè)有多個工位，裝置多道成形 模具 ，坯料依次自動向下一工位移動。在壓力機的一次行程中，各 工位同時進行各道成形工序，制成一個工件。 回轉(zhuǎn)頭壓力機：在滑塊與工作臺之間設(shè)有可裝置數(shù)十組模具的回轉(zhuǎn)頭，可按需要選用模具。坯料放在模具上而不再移動。每次行程完畢，回轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動一個位置，完成一道工序。這種壓力機定位精度高，便于調(diào)整產(chǎn)品，一機多用，多用于沖制儀器底板和面板等。回轉(zhuǎn)頭壓力機可配上數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)編好的指令選用模具和板材成形部位，自動完成復(fù)雜的沖壓工作。 熱模鍛壓力機：用于模鍛件生產(chǎn)。機身剛度大，導(dǎo)向面長 ,承受偏載能力強。過去多用曲柄連桿機構(gòu) ,為提高剛性多已改用雙滑塊式和楔式。雙 滑塊式結(jié)構(gòu)較簡單，重量輕；楔式結(jié)構(gòu)支承面積大，但傳動效率低。模鍛時滑塊在下止點附近容易卡死（俗稱悶車），所以設(shè)有脫出裝置。機械中有上下頂出裝置，能實現(xiàn)多模膛鍛造 ,鍛件精度較高，適于大批量生產(chǎn)。最大規(guī)格為 160 兆牛。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 冷擠壓機：用于冷、溫態(tài)擠壓金屬零件，如槍彈殼、牙膏管等。冷擠壓機一般是立式的，特點是剛度好，導(dǎo)向精度高，工作壓力大，工作臺面小，工作行程長。曲柄壓力機的曲柄連桿機構(gòu)作用 是 它不但能使旋轉(zhuǎn)運動變成往復(fù)直線運動，同時還能起力的放大作用。 開式曲柄壓力機和閉式曲軸壓力機各 自 特點 ： 開式曲柄壓力 機的 C形床身三面敞開，特別適用于大張板料邊緣的沖壓加工。但這種形式的床身結(jié)構(gòu)本身剛性較差，因而所能承受的載荷較小。閉式曲軸壓力機的框架結(jié)構(gòu)受立柱的限制，工作臺面積有限，操做空間小，因而對沖壓件的周邊尺寸有一定的限制?？蚣苄谓Y(jié)構(gòu)床身 ： 在結(jié)構(gòu)上，開式曲柄壓力機的床身呈 C形結(jié)構(gòu)，由連桿將偏片心軸的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運動。閉式壓力機的床身成框架形結(jié)構(gòu)，由曲柄代替了偏心軸。 曲柄壓力機的組成。 機身 機身由床身、底座和工作臺三部分組成，工作臺上的墊板用來安裝下 模 。機 身大多為鑄鐵材料，而大型壓力機采用鋼板焊接而成。機身首先要滿足剛度、強度條件，有利于減振降噪，保證壓力機的工作穩(wěn)定性。 動力傳動系統(tǒng) 動力傳動系統(tǒng)由電動機、傳動裝置（齒輪傳動或帶傳動）以及飛輪組成，其中電動機和飛輪是動力部件。在壓力機的空行程，靠飛輪自身轉(zhuǎn)動慣量蓄積動能；在沖壓工件瞬間受力最大時，飛輪放出蓄積的能量，這樣使電動機負荷均衡，能量利用合理，減少振動。有的沖壓機利用大齒輪或大皮帶輪起到飛輪的作用。 工作機構(gòu) 工 作機構(gòu)是曲軸、連桿和滑塊組成曲柄 連桿機構(gòu)。曲軸是壓力機最主要部分，它的強度決定壓力機的沖壓能力； 它不但能使旋轉(zhuǎn)運動變成往復(fù)直線運動，同時還能起力的放大作用。 連桿是連接件，它的兩端與曲軸、滑塊鉸接；裝有上模的滑塊是執(zhí)行元件，最終實現(xiàn)沖壓動作。輸入的動力通過曲軸旋轉(zhuǎn)，帶動連桿上下擺動，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成滑塊沿著固定在機身上導(dǎo)軌的往復(fù)直線運動。 操縱系統(tǒng) 操縱系統(tǒng)包括離合器、制動器和操縱機構(gòu)。離合器和制動器對控制壓力機的間歇沖壓起重要作用，同時又是安全保證的關(guān)鍵所在，離合器的結(jié)構(gòu)對某些安全裝置的設(shè)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 置產(chǎn)生直接影響。操縱裝 置一般采用腳踏開關(guān)。 壓力機工作過程中，可能由于材料、模具、設(shè)備、操作等問題出現(xiàn)超載；由于滑塊和上模的自重導(dǎo)致下降速度過快，對零件產(chǎn)生撞擊；或由于制動器失靈、連桿折斷，導(dǎo)致滑塊墜落而引發(fā)事故。為此，應(yīng)在壓力機上采用一些保護性技術(shù)措施。 壓力機選擇 (1）中、小型沖壓件 選用開式機械壓力機； (2）大、中型沖壓件 選用雙柱閉式機械壓力機； (3）導(dǎo)板?；蛞髮?dǎo)套不離開導(dǎo)柱的模具，選用偏心壓力機；形模等。 (4）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機或多工位自動 壓力機； (5）校平、整形和溫熱擠壓工序 選用摩擦壓力機； (6）薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機； (7）大型、形狀復(fù)雜的拉深件 選用雙動或三動壓力機； (8）小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序，多采用液壓壓力機。 壓力機規(guī)格的選擇 (1）公稱壓力 壓力機滑塊下滑過程中的沖擊力就是壓力機的壓力。壓力的大小隨 滑塊下滑的位置不同，也就是隨曲柄旋轉(zhuǎn)的角度不同而不同，如圖 中曲線 1所示。 壓力機的公稱壓力 我國規(guī)定滑塊下滑到距下極點某一特定的距離 Sp （ 此距離稱為公稱壓力行程，隨壓